Java线程详解 线程中断 线程局部变量 定时器详解 TimeUnit使用说明 虚拟机关闭钩子

一、Java线程详解

硬件环境：

CPU内核数，Runtime.availableProcessors()

线程休眠：

1、休眠指定时间，Thread.sleep；

2、线程永久休眠，Thread.currentThread().join；

daemon线程作用：

1、线程分用户线程User Thread和守护线程Daemon Thread；

2、用户线程一旦结束，守护线程即使没有执行完，JVM也会退出；

3、守护线程一般服务于用户线程或其它守护线程；

4、守护线程必须在线程启动之前设置；

二、线程中断

中断意义和用法：

1、中断一个线程只是为了引起该线程的注意，被中断线程可以决定如何应对中断；

2、中断某些阻塞操作时抛出异常，是为了让线程从阻塞醒过来，有机会处理中断；

3、中断用法：设置状态变量，然后调用interrupt，最后线程根据状态处理中断；

中断测试：

1、isInterrupted，测试线程是否被中断，不改变线程的中断状态；

2、interrupted，测试线程是否被中断，且清除线程的中断标志；

中断调用：

1、线程没有启动，调用interrupt无效，isInterrupted返回false；

2、无法中断因获取synchronized锁而等待的线程；

3、中断sleep、wait、join，会导致中断标志位清除且抛出异常InterruptedException，所以catch里面isInterrupted返回false；

4、中断可中断的IO操作，IO通道被关闭，中断标志位置位，同时抛出异常ClosedByInterruptException；

5、中断Selector阻塞，中断标志位置位，同时线程立即从选择操作返回且返回一个非零值；

6、以上情况都不满足，则中断标志位直接置位；

三、线程局部变量

1、ThreadLocal实例通常是类的静态字段，TL实例只有一个，TL代理的变量每个线程一个；

2、线程局部变量存储在每个线程的threadLocals字段，它是一个字典，key是TL实例，value是TL代理的变量；

3、第一次get会调用initialValue，如果之前已经set就不会调用initialValue，initialValue同步语义需要自己实现；

4、只有获取变量初始值需要关注是否需要锁，创建线程局部变量字典和插入变量都是在线程内完成，不需要关注锁；

5、线程独立变量可以用线程局部变量实现，或者自己定义类实现，但线程局部变量更简单；

6、线程销毁会销毁线程局部变量字典，TL代理的变量都会销毁，或者调用TL实例的remove提前销毁；

7、线程局部变量字典的key是弱引用，只有弱引用的对象也会被垃圾回收；

8、代码示例：ThreadLocalDemo.java

四、定时器详解

TimerTask：实例包含一个锁对象，除run以外的方法使用锁对象保证线程安全；

TimerTask.run()：执行任务；

TimerTask.cancel()：取消任务，如果任务还在队列，并且状态是SCHEDULED，则返回true；

TimerTask.scheduledExecutionTime()：返回任务当前的调度时间，用于在run内部和系统当前时间对比；

Timer：实例包含一个锁对象，只有任务执行时不会锁定，其余操作都会锁定；

schedule(TimerTask task, long delay)：指定延时执行，等于0立即执行；

schedule(TimerTask task, Date time)：指定时间执行，小于等于当前时间则立即执行；

schedule(TimerTask task, Date firstTime, long period)：周期性执行，单个任务执行时间太长影响任务执行频率；

scheduleAtFixedRate(TimerTask task, Date firstTime, long period)：周期性执行，任务执行频率固定不变；

cancel()：取消定时器，可重复执行，不影响正在执行的任务；

purge()：移除已经取消的任务，即使不调用此方法，取消的任务下次被调度时也会移除；

1、定时器任务executionTime<=currentTime调度时间小于等于当前时间，则任务开始执行；

2、周期任务不带AtFixedRate，下次任务执行时间executionTime=currentTime+task.period，执行间隔固定；

3、周期任务带AtFixedRate，下次任务执行时间executionTime=executionTime+task.period，执行频率固定；

4、每个定时器包含一个线程、一个任务队列，执行任务抛出异常会导致定时器线程终止；

5、定时器使用sleep机制，sleep的时候持有锁对象，只有执行任务的时候不持有锁对象；

6、定时器使用二叉堆做为调度算法的基础数据结构，O(1)时间取到最快要执行的任务；

五、TimeUnit使用说明

TimeUnit枚举表示时间单元，提供时间转换和延迟操作的实用工具方法：

DAYS
HOURS
MINUTES
SECONDS
MILLISECONDS
MICROSECONDS
NANOSECONDS

时间转换：

convert(long sourceDuration, TimeUnit sourceUnit)，将原时间片段转化为当前时间片段
toMinutes(long duration)，等价于MINUTES.convert(duration, this)
toSeconds(long duration)，等价于SECONDS.convert(duration, this)

时间转换示例：

System.out.println(TimeUnit.MINUTES.toSeconds(1))，1分钟等于60秒

System.out.println(TimeUnit.DAYS.toSeconds(1))，1天等于86400秒

timedJoin(Thread thread, long timeout)，调用Thread.join

timedWait(Object obj, long timeout)，调用Object.wait

六、虚拟机关闭钩子

1、Runtime.addShutdownHook注册钩子，Runtime.removeShutdownHook清除钩子；

2、钩子执行场景：程序正常退出，调用System.exit或者Runtime.exit，kill -15(kill -9不能)，操作系统关机；

3、可以注册多个钩子，在虚拟机注销时多个钩子同时执行，执行顺序具备不确定性；

4、钩子执行时，如果还有守护或者非守护线程在运行，则这些线程将继续运行；

5、用户注销或者关机时，操作系统可能只允许进程在固定时间内退出，所以在钩子里面不能执行耗时操作；